摘要:激光-电弧复合焊技术凭借其高效率、高质量的优势在汽车、轨道交通、船舶等领域得到广泛应用,但咬边缺陷严重制约了该技术的进一步推广。该文系统分析了激光-电弧复合焊咬边缺陷的影响因素、形成机理及控制方法。研究表明,咬边缺陷的形成受焊接工艺参数和焊接工况的综合影响,主要包括激光与电弧参数、热源耦合作用、保护气体成分以及母材性质、坡口形式、表面状态等因素。从形成机理角度,咬边缺陷可归因于两种机制:一是熔池受力失衡,表现为熔池受力状态偏离了在熔池凝固时能充分填充焊趾的平衡,形成规律分布的浅宽型咬边;二是熔池动态失稳,源于瞬态扰动(如熔滴冲击、电弧波动、匙孔坍塌)引发的熔池流动波动,导致熔池无法稳定地填充焊趾,形成不规律分布、咬边程度不一致的狭型咬边。在控制方法方面,焊接工艺参数优化和设备改进是当前主要手段,包括热源间距调整、功率比匹配、保护气体优化及摆动激光、外加磁场等技术。尽管已取得显著进展,但多物理场耦合作用的动态响应机制仍需深入研究,未来需构建综合性的咬边缺陷预测模型,为该技术的工业化应用提供理论指导。
文章目录
0 前言
1 咬边缺陷影响因素分析
1.1 焊接工艺参数的影响
1.1.1 焊接速度
1.1.2 激光参数
1.1.3 电弧参数
1.1.4 耦合作用影响
1.1.5 保护气体
1.2 焊接工况的影响
2 咬边缺陷形成机理
2.1 熔池受力失衡
2.2 熔池动态失稳
2.2.1 熔滴过渡稳定性
2.2.2 熔池流动稳定性
3 咬边缺陷控制方法
3.1 焊接工艺参数优化
3.2 设备改进
4 结束语